DE102009011868A1

DE102009011868A1 - Biogas plant for the methanation of biomass with high solids content

Info

Publication number: DE102009011868A1
Application number: DE102009011868A
Authority: DE
Inventors: Peter Lutz
Original assignee: Bekon Energy Technologies GmbH and Co KG
Current assignee: Bekon GmbH
Priority date: 2008-12-23
Filing date: 2009-03-05
Publication date: 2010-07-01
Also published as: EA016292B1; US8236554B2; JP2010162018A; BRPI0905156A2; CN101760424B; CN101760424A; US20100159571A1; EP2202292A1; EA200901570A1

Abstract

Eine Biogasanlage (10) zur Methanisierung von Biomasse mit hohem Feststoffanteil umfasst ein Faulbehältersystem mit einer Mehrzahl von gas- und flüssigkeitsdicht verschließbaren Faulbehältern (106), die jeweils eine Befüll- und Entnahmeöffnung zum Befüllen mit Biomasse und Entnehmen der Biomasse umfassen, eine Biogasableitungseinrichtung, einen Perkolatspeicher (20), eine Perkolat-Drainageeinrichtung (100) zum Ableiten von Perkolat aus der Mehrzahl von Faulbehältern (106) und Zuführen des Perkolats zu dem Perkolatspeicher (20), eine Perkolat-Verteileinrichtung (200) zum Verteilen des Perkolats aus dem Perkolatspeicher (20) über die Biomasse in der Mehrzahl von Faulbehältern (106), und eine Perkolat-Regelungseinrichtung zum Regeln des Perkolatspiegels in der Mehrzahl von Faulbehältern (106). Die Biogasanlage (10) ist dadurch gekennzeichnet, dass der Perkolatspeicher (20) einen ersten (22) und einen zweiten (24) Perkolatbehälter umfasst und mittels der Perkolat-Regelungseinrichtung das Zuführen des Perkolats zu und das Ableiten des Perkolats aus dem ersten (22) und/oder dem zweiten (24) Perkolatbehälter erfolgt.A biogas plant (10) for the methanation of biomass with a high solids content comprises a digester system with a plurality of gas and liquid tight sealable digesters (106), each comprising a filling and removal opening for filling with biomass and removal of biomass, a biogas discharge, a Percolate storage (20), a percolate drainage device (100) for discharging percolate from the plurality of digester tanks (106) and feeding the percolate to the percolate storage (20); a percolate distribution device (200) for distributing the percolate from the percolate storage (20); 20) on the biomass in the plurality of digesters (106), and a percolate controller for controlling the percolate level in the plurality of digesters (106). The biogas plant (10) is characterized in that the percolate storage (20) comprises a first (22) and a second (24) percolate tank and, by means of the percolate control device, feeding the percolate to and discharging the percolate from the first (22). and / or the second (24) percolate container.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Biogasanlage zur Methanisierung von Biomasse, insbesondere von Biomasse mit hohem Feststoffanteil, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The present invention relates to a biogas plant for methanation biomass, in particular high-solids biomass the preamble of claim 1.

Der Begriff ”Biomasse mit hohem Feststoffanteil” ist als Gegensatz zu flüssiger, pumpbarer Biomasse, wie sie in Nassgärverfahren eingesetzt wird, zu verstehen. ”Biomasse mit hohem Feststoffanteil” ist daher als nicht pumpbare Biomasse zu verstehen.Of the Term "high solids biomass" is as opposed to liquid, pumpable biomass, like her used in wet fermentation process to understand. "biomass high solids content "is therefore not pumpable To understand biomass.

Eine Biogasanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der WO 2007/096392 bekannt. Diese bekannte Biogasanlage umfasst eine Mehrzahl von gas- und flüssigkeitsdicht verschließbare Faulbehälter, die jeweils eine Perkolat-Ableitung mit einer Perkolat-Pumpe umfassen, die in einen gemeinsamen Perkolatspeicher münden. Über eine Perkolat-Rückleitung, in die eine Perkolat-Rückführpumpe geschaltet ist und die sich zu den einzelnen Faulbehältern verzweigt, kann Perkolat aus dem gemeinsamen Perkolatspeicher in die Faulbehälter zurückbefördert werden. Der Füllstand bzw. Perkolatpegel der einzelnen Faulbehälter wird durch jeweilige als Drucksensoren ausgebildete Füllstandssensoren erfasst.A biogas plant according to the preamble of claim 1 is known from WO 2007/096392 known. This known biogas plant comprises a plurality of gas- and liquid-tight closable digester, each comprising a percolate discharge with a percolate pump, which open into a common Perkolatspeicher. A percolate return line into which a percolate return pump is connected and which branches to the individual digestion tanks, percolate can be returned from the common percolate storage in the digester. The level or percolate level of the individual digesters is detected by respective level sensors designed as pressure sensors.

Diese bekannte Biogasanlage hat den Nachteil, dass die Mehrzahl der Faulbehälter als einheitliches Gesamtsystem zu betrachten ist, da jeder Faulbehälter mit dem gleichen Perkolat beaufschlagt wird und in dem in jedem Faulbehälter im Wesentlichen die gleichen Umsetzungsprozesse stattfinden. Diese bekannte Biogasanlage ist somit verfahrenstechnisch einheitlich oder homogen und setzt sich hinsichtlich seiner Kapazität aus einer Mehrzahl von Teilsystemen (die einzelnen Faulbehälter) additiv zusammen.These known biogas plant has the disadvantage that the majority of digesters is to be regarded as a uniform overall system, since every digester the same percolate is applied and in each of them Digester essentially the same conversion processes occur. This known biogas plant is thus procedurally uniform or homogeneous and continues in terms of its capacity from a plurality of subsystems (the individual digesters) additively together.

Ausgehend von der Biogasanlage gemäß der WO 2007/096392 ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Biogasanlage mit einer Mehrzahl von Faulbehältern anzugeben die hinsichtlich der Umsetzungsprozesse in den einzelnen Faulbehältern flexibler ist und verfahrenstechnisch ein heterogenes Gesamtsystem bildet.Starting from the biogas plant according to the WO 2007/096392 It is an object of the present invention to provide a biogas plant with a plurality of digestion tanks which is more flexible in terms of the conversion processes in the individual digestion tanks and procedurally forms a heterogeneous overall system.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.These The object is solved by the features of claim 1.

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst der Perkolatspeicher einen ersten und einen zweiten Perkolatbehälter, die jeweils über ein Leitungssystem mit jedem einzelnen der Mehrzahl von Faulbehältern verbindbar sind, wobei das Zuführen und Entnehmen des Perkolats zu den bzw. aus den Perkolatbehältern für jeden Faulbehälter separat regelbar ist. Damit liegen zwei getrennte Perkolatkreisläufe vor, so dass eine erste Teilmenge der Faulbehälter mit Perkolat aus dem ersten Perkolatbehälter und eine zweite Teilmenge der Faulbehälter mit Perkolat aus dem zweiten Perkolatbehälter beaufschlagt werden kann. In analoger Weise wird das Perkolat aus der ersten Teilmenge der Faulbehälter zurück in den ersten Perkolatspeicher und das Perkolat aus der zweiten Teilmenge der Faulbehälter zurück in den zweiten Perkolatbehälter geführt. Auf diese Weise ist es möglich, dass beispielsweise in der ersten Teilmenge von Faulbehältern Nawros (nachwachsende Rohstoffe) zu Biogas umgesetzt werden, während in der zweiten Teilmenge der Faulbehälter die organische Fraktion von Hausmüll umgesetzt wird. Würde man beide Arten von Biomasse mit dem gleichen Perkolat beaufschlagen, würde das Perkolat aus der belasteten organischen Fraktion des Hausmülls das „reinere” Perkolat der Nawros „verunreinigen”. Die Produktion von Biogas würde in beiden Arten von Faulbehältern nicht optimal ablaufen, da sowohl die Nawros als auch die organische Fraktion des Hausmülls nicht mit dem für sie besonders geeigneten Perkolat beaufschlagt werden. Durch die voneinander getrennten Perkolatkreisläufe kann das Perkolat auf die jeweilige zu vergärende Biomasse – z. B. Nawros oder getrennt gesammelter Bioabfall und organische Hausmüllfraktion – angepasst werden. Damit werden quasi aus einer Biogasanlage verfahrenstechnisch zwei Biogasanlagen, die gemeinsam Biogas produzieren.According to the present invention, the percolate storage comprises a first and a second percolate container, each above a conduit system connectable to each one of the plurality of digesters are, with the feeding and removing the percolate too the or the percolate containers for each digester is separately controllable. This is two separate Perkolatkreisläufe before, so that a first subset of the digester with Percolate from the first percolate container and a second subset the digester with percolate from the second percolate container can be applied. In an analogous manner, the percolate is from the first subset of the digester back in the first percolate storage and the percolate from the second subset the digester returns to the second percolate tank guided. In this way it is possible that for example, in the first subset of digesters Nawros (renewable resources) to be converted into biogas while in the second subset of digesters the organic Fraction of household waste is implemented. Would you apply both types of biomass to the same percolate, would the percolate from the polluted organic fraction of household waste the "purer" percolate the Nawros "contaminate". The production of biogas would not be optimal in both types of digesters because both the Nawros and the organic fraction of household waste not with that for them especially suitable percolate to be applied. By the separated Perkolatkreisläufe, the percolate on the respective Biomass to be fermented - eg. B. Nawros or separated collected biowaste and organic household waste - adjusted become. Thus, from a biogas plant procedural technology two biogas plants that produce biogas together.

Gemäß Anspruch 12 können auch mehr als zwei getrennte Perkolatkreisläufe vorgesehen werden. Die Anzahl der getrennten Perkolatkreisläufe mit zugeordneten Per kolatbehältern legt die Anzahl der unterschiedlichen Biomassen fest, die in der erfindungsgemäßen Biogasanlage vergoren werden können.According to claim 12 can also have more than two separate percolate cycles be provided. The number of separate Perkolatkreisläufe with assigned by kolatbehältern sets the number of different Biomasses that in the biogas plant according to the invention can be fermented.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 verzweigen sich eine erste und eine zweite Drainage-Hauptleitung von dem ersten bzw. zweiten Perkolatbehälter kommend jeweils in Faulbehälter-Drainageleitungen, so dass jeder Faulbehälter mit dem ersten und/oder zweiten Perkolatbehälter verbindbar ist. Im Betrieb ist eine Trennung des ersten und zweiten Umsetzungsprozess dahingehend realisiert, dass alle Faulbehälter, in denen der erste Umsetzungsprozess stattfindet, mit dem ersten Perkolatbehälter verbunden sind, und alle Faulbehälter, in denen der zweite Umsetzungsprozess stattfindet, mit dem zweiten Perkolatbehälter verbunden sind. Welcher Prozess in welchem Faulbehälter stattfindet, kann erfindungsgemäß beliebig festgelegt werden.According to the Features of claim 2, a first and a second branch Drainage main from the first and second Perkolatbehälter each coming in septic tank drainage lines, so that each digester with the first and / or second Perkolatbehälter is connectable. In operation is a separation of the first and second conversion process realized that all digesters in which the first conversion process takes place with the first percolate tank connected, and all the digesters, in which the second Reaction process takes place with the second percolate tank are connected. Which process in which digester takes place, according to the invention can be set arbitrarily become.

Gemäß einer Ausgestaltung nach Anspruch 3 wird das Perkolat vor der Einleitung in den Perkolatspeicher gefiltert. Diese Filterung kann alternativ oder zusätzlich auch in den Leitungen vorgesehen sein, die das Perkolat von dem Perkolatspeicher zu den Faulbehältern zurückführt. Durch die Filterung ist gewährleistet, dass die Verteilanlage, z. B. eine Sprühanlage, durch in dem Perkolat vorhandene Schmutzpartikel, Schwebstoffe etc. nicht verstopft. Ferner können durch die Filterung Schwermetalle und dergleichen aus dem Perkolat entfernt werden.According to one embodiment according to claim 3, the percolate is filtered prior to introduction into the percolate storage. This filtering may alternatively or additionally also be provided in the lines which recirculate the percolate from the percolate storage to the digester tanks. Through the filtering is ensures that the distribution system, z. As a spray system, not clogged by existing in the percolate dirt particles, suspended solids, etc. Furthermore, by filtering heavy metals and the like can be removed from the percolate.

Durch die Merkmale des Anspruchs 4 wird dahingehend eine konstruktive Vereinfachung erzielt, dass nicht von jeder der zwei Drainage-Hauptleitungen eine separate Leitung in jeden der Faulbehälter führt, sondern dass von jedem der Faulbehälter ein einzige als Drainage-Hauptabschnitt bezeichnete Leitung herausgeführt ist, die jeweils in eine erste und eine zweite als Drainage-Nebenabschnitt bezeichnete Leitung aufzweigen, die mit der ersten bzw. zweiten Drainage-Hauptleitung verbunden sind. Durch Steuerung von in den Drainage-Nebenabschnitten geschalteten Absperrventilen lässt sich jeder der Faulbehälter mit dem ersten und/oder mit dem zweiten Perkolatbehälter verbinden.By The features of claim 4 is to be a constructive Simplification achieved that not from each of the two drainage mains leading a separate pipe into each of the digesters, but that of each of the digesters a single as Drainage main section designated lead led out is, in each case in a first and a second as a drainage Nebenabschnitt branched line, with the first and second Drainage main are connected. By controlling in the Drainage secondary sections switched shut-off valves leaves Each of the digester with the first and / or with the connect the second percolate container.

Die Merkmale des Anspruchs 5 erlauben eine beliebige räumliche Beziehung zwischen den Faulbehältern und dem Perkolatspeicher. Insbesondere kann der Perko latspeicher an einer höheren Position als die Faulbehälter angeordnet sein, da das Perkolat mit Hilfe der Pumpen zu der höheren Position befördert werden kann.The Features of claim 5 allow any spatial Relationship between the digesters and percolate storage. In particular, the perko latspeicher at a higher Position as the digester can be arranged because the percolate transported to the higher position by means of the pumps can be.

Durch die Merkmale des Anspruchs 6 können die Faulbehälter unabhängig voneinander befüllt und geleert werden, da der Perkolatpegel jedes einzelnen Faulbehälters erfasst wird. Die durch die Perkolat-Regelungseinheit mit Hilfe des Füllstandssensors erfassten Daten (Höhe des Perkolatpegels) werden entsprechend den Bedingungen in den Faulbehältern als geeignetes Signal an die jeweiligen Pumpen gegeben, die durch Abpumpen von Perkolat den Perkolatpegel auf Sollniveau senken. Das Sollniveau kann z. B. auf der Grundlage der Befüllungsmenge des Faulbehälters oder der Zusammensetzung der Biomasse oder dergleichen bestimmt sein.By the features of claim 6, the digester be filled and emptied independently of each other, because the percolate level of each digester is detected becomes. The through the percolate control unit with the help of the level sensor recorded data (amount of percolate level) will be adjusted accordingly the conditions in the digesters as a suitable signal given to the respective pumps by pumping from percolate lower the percolate level to the desired level. The desired level can z. B. on the basis of the filling amount of the digester or the composition of the biomass or the like be.

In dem erfindungsgemäßen Bioreaktor sind die Perkolat-Drainageeinrichtung und die Perkolat-Verteileinrichtung, die das Perkolat aus dem Perkolatspeicher entnimmt und über die Biomasse in den Faulbehältern verteilt, nahezu symmetrisch aufgebaut – Ansprüche 7 und 8.In the bioreactor according to the invention are the percolate drainage device and the percolate distributor, which removes the percolate from the percolate storage removes and over the biomass in the digester tanks distributed, almost symmetrical - claims 7 and 8.

Durch die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 9 mit einer Mehrzahl von Verteil-Hauptabschnitten, die sich über die Querschnittsfläche des Faulbehälters verteilt in jeden der Faulbehälter erstrecken, wird eine gleichmäßige Verteilung des Perkolats über die gesamte Oberfläche der Biomasse in dem jeweiligen Faulbehälter erleichtert. Die gleichmäßige Verteilung des Perkolats kann weiterhin dadurch optimiert werden, dass für jeden Verteil-Hauptabschnitt – unabhängig von der Anzahl der Verteil-Hauptabschnitte – ein Prallteller an einer geeigneten Position angeordnet ist, auf den das aus diesem Verteil-Hauptabschnitt austretende Perkolat auftrifft und von ihm abprallend über der Biomasse versprüht wird.By the advantageous embodiment of the invention according to claim 9 a plurality of main distribution sections that cross over distributed the cross-sectional area of the digester in each of the digester, a uniform Distribution of percolate over the entire surface facilitates the biomass in the respective digester. The uniform distribution of percolate can be further optimized by that for each distribution main section - independent from the number of distribution main sections - a baffle plate is arranged at a suitable position on which from this Distribution main section of emanating percolate hits and from it rebounding over the biomass is sprayed.

Durch eine entsprechende Ventilanordnung wie sie in den Ansprüchen 8 und 11 definiert ist, kann äquivalent zu der Perkolat-Drainageeinrichtung jeder der Faulbehälter mit dem ersten und/oder dem zweiten Perkolatbehälter verbunden werden. Vorteilhafterweise erfolgt die Steuerung der Ventile automatisch derart, dass ein jeweiliger Faulbehälter über sein Drainage- und sein Perkolat-Verteileinrichtung nicht mit unterschiedlichen Perkolatbehältern verbunden ist.By a corresponding valve arrangement as in the claims 8 and 11 may be equivalent to the percolate drainage device each of the digesters with the first and / or the second Perkolatbehälter be connected. Advantageously done the control of the valves automatically such that a respective Digester via his drainage and his percolate distributor not associated with different Perkolatbehältern.

Durch die Anordnung der Perkolatbehälter gemäß Anspruch 13 ist der Platzbedarf für den Perkolatspeicher gegenüber einer Anordnung der Perkolatbehälter nebeneinander reduziert, bei einer speziellen Anordnung gemäß Anspruch 14 zum Beispiel etwa auf die Hälfte. Damit verbunden ist außerdem ein vereinfachtes Leitungssystem, das die Perkolatbehälter mit den Faulbehältern verbindet. Darüber hinaus wirkt der äußere Perkolatbehälter als thermischer Isolierungsmantel des inneren Perkolatbehälters.By the arrangement of Perkolatbehälter according to claim 13 is the space required for the percolate storage opposite an arrangement of Perkolatbehälter reduced side by side, in a special arrangement according to claim 14 for example about half. Connected to it also a simplified piping system containing the percolate tanks connects with the digesters. Furthermore the outer percolate container acts as Thermal insulation jacket of the inner percolate tank.

Die Merkmale des Anspruchs 15 ermöglichen ein einfaches und damit sicheres Befüllen der Faulbehälter durch geeignete landwirtschaftliche Maschinen.The Features of claim 15 allow a simple and thus ensuring safe filling of the digester suitable agricultural machinery.

Gemäß Anspruch 17 sind die Ventile pneumatisch betätigbar, so dass Explosionen der sich bei den Umsetzungsprozessen entwickelnden Gase, die durch Funkenbildung elektrisch betätigter Ventile ausgelöst werden können, ausgeschlossen.According to claim 17, the valves are pneumatically actuated, causing explosions the gases evolved during the conversion processes, which pass through Sparking electrically operated valves triggered can be excluded.

Die übrigen Unteransprüche beziehen sich auf weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.The remaining Subclaims relate to further advantageous embodiments the invention.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind ersichtlich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung. In der Zeichnungen sind:Further Features and advantages of the present invention will be apparent from the detailed description below preferred embodiment with reference to the accompanying drawings. In the drawings are:

1 eine schematische Darstellung des Bioreaktors gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 1 a schematic representation of the bioreactor according to a preferred embodiment of the present invention;

2 eine schematische Darstellung eines Schaltungsdetails der Perkolat-Drainageeinrichtung; und 2 a schematic representation of a circuit detail of Perkolat drainage device; and

3 eine schematische Darstellung eines Schaltungsdetails der Perkolat-Verteileinrichtung. 3 a schematic representation of a circuit detail of the percolate distribution device.

Wie es in 1 schematisch dargestellt ist, umfasst eine Biogasanlage 10 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform einen Perkolatspeicher 20, eine Perkolat- Drainageeinrichtung 100, eine Perkolat-Verteileinrichtung 200 und eine Mehrzahl (in der Ausführungsform sieben) von Faulbehältern 106.As it is in 1 is shown schematically includes a biogas plant 10 according to a preferred embodiment, a percolate storage 20 , a percolate drainage device 100 , a percolate distributor 200 and a plurality (seven in the embodiment) of digesters 106 ,

Der Perkolatspeicher 20 umfasst einen ersten, inneren, säulenförmigen Perkolatbehälter 22 und einen zweiten, äußeren, säulenförmigen Perkolatbehälter 24, wobei eine Trennwand 26, die die Perkolatbehälter 22, 24 voneinander trennt, und eine Außenwand 28 des Perkolatspeichers 20 im Schnitt betrachtet konzentrische Kreise bilden.The percolate storage 20 comprises a first, inner, columnar percolate container 22 and a second outer columnar percolate container 24 , where a partition 26 holding the percolate containers 22 . 24 separates from each other, and an outer wall 28 of percolate storage 20 when viewed on average form concentric circles.

Die Perkolat-Drainageeinrichtung 100 umfasst eine erste Drainage-Hauptleitung 102 und eine zweite Drainage-Hauptleitung 104, die in den inneren 22 bzw. äußeren Perkolatbehälter 24 münden, und erste und zweite Faulbehälter-Drainageleitungen 108 bzw. 110, wobei jeder der Mehrzahl von Faulbehälter 106 über eine erste Faulbehälter-Drainageleitung 108 mit der ersten Drainage-Hauptleitung 102 und über eine zweite Faulbehälter-Drainageleitung 110 mit der zweiten Drainage-Hauptleitung 104 verbunden ist. Die erste und zweite Faulbehälter-Drainageleitung 108 bzw. 110 eines jeweiligen Faulbehälters 106 umfassen einen gemeinsamen Drainage-Hauptabschnitt 112, der sich von einem Perkolatbereich 114 innerhalb des Faulbehälters 106 bis zu einem Gabelungspunkt 116 außerhalb des Faulbehälters 106 erstreckt, und einen ersten bzw. zweiten Drainage-Nebenabschnitt 118 bzw. 120, die sich von dem Gabelungspunkt 116 zu der ersten bzw. zweiten Drainage-Hauptleitung 102 bzw. 104 erstrecken. Mit anderen Worten, die erste Faulbehälter-Drainageleitung 108 umfasst den Drainage-Hauptabschnitt 112 und den ersten Drainage-Nebenabschnitt 118, und die zweite Faulbehälter-Drainageleitung 110 umfasst den Drainage-Hauptabschnitt 112 und den zweiten Drainage-Nebenabschnitt 120, wie es (ohne Ventile) deutlicher in 2 gezeigt ist.The percolate drainage device 100 includes a first drainage main 102 and a second drainage main 104 that in the inner 22 or outer percolate container 24 open, and first and second digester drainage lines 108 respectively. 110 , wherein each of the plurality of digester 106 via a first digester drainage line 108 with the first drainage main 102 and via a second digester drainage line 110 with the second drainage main 104 connected is. The first and second digester drainage line 108 respectively. 110 a respective digestion tank 106 comprise a common drainage main section 112 that is from a percolate area 114 inside the digester 106 up to a fork point 116 outside the digester 106 extends, and a first and second drainage side section 118 respectively. 120 extending from the crotch point 116 to the first and second drainage main 102 respectively. 104 extend. In other words, the first digester drainage line 108 includes the main drainage section 112 and the first drainage subsection 118 , and the second digester drainage line 110 includes the main drainage section 112 and the second drainage subsection 120 as it (more clearly without valves) in 2 is shown.

An jedem der Drainage-Hauptabschnitte 112 ist eine Pumpe 122 zum Befördern von Perkolat in den Perkolatspeicher 20 angeordnet, und in jedem Drainage-Nebenabschnitt 118, 120 befindet sich ein Absperrventil 124, durch das die Strömung durch diesen Abschnitt gesperrt oder freigegeben werden kann. Insbesondere kann das durch die Pumpe 122 beförderte Perkolat durch Sperren des Absperrventils 124 in dem ersten Drainage-Nebenabschnitt 118 und Öffnen des Absperrventils 124 in dem zweiten Drainage-Nebenabschnitt 120 über den Drainage-Hauptabschnitt 112, den zweiten Drainage-Nebenabschnitt 120 und die zweite Drainage-Hauptleitung 104 dem zweiten Perko latbehälter 24 und durch Öffnen des Absperrventils 124 in dem ersten Drainage-Nebenabschnitt 118 und Sperren des Absperrventils 124 in dem zweiten Drainage-Nebenabschnitt 120 über den Drainage-Hauptabschnitt 112, den ersten Drainage-Nebenabschnitt 118 und die erste Drainage-Hauptleitung 102 dem ersten Perkolatbehälter 22 zugeführt werden.At each of the main drainage sections 112 is a pump 122 for transporting percolate into the percolate storage 20 arranged, and in each drainage subsection 118 . 120 there is a shut-off valve 124 through which the flow through this section can be blocked or released. In particular, this can be done by the pump 122 conveyed percolate by blocking the shut-off valve 124 in the first drainage subsection 118 and opening the shut-off valve 124 in the second drainage subsection 120 over the drainage main section 112 , the second drainage subsection 120 and the second drainage main 104 the second Perko latbehälter 24 and by opening the shut-off valve 124 in the first drainage subsection 118 and locking the shut-off valve 124 in the second drainage subsection 120 over the drainage main section 112 , the first drainage subsection 118 and the first drainage main 102 the first percolate container 22 be supplied.

Ferner kann durch entsprechende Schaltstellungen der den Faulbehältern 106 zugeordneten Absperrventile 124 das Perkolat des i-ten Faulbehälters 106 dem ersten Perkolatbehälter 22 und das Perkolat des j-ten Faulbehälters 106 dem zweiten Perkolatbehälter 24 zugeführt werden, wobei i, j ∊ {1, ..., n} mit n = 7 in der Ausführungsform und i = j (bei identischen Umsetzungsprozessen in allen Faulbehältern 106, d. h. wenn keine Trennung erforderlich oder gewünscht ist) oder i ≠ j (bei verschiedenen Umsetzungsprozessen) ist. Zwischen den Faulbehältern 106 und dem Perkolatspeicher 20 ist ein erstes Filtersystem 126 in die erste und in die zweite Drainage-Hauptleitung 102 bzw. 104 geschaltet. Zwischen dem ersten Filtersystem und dem Perkolatspeicher 20 ist eine Durchflussmessvorrichtung 128 geschaltet, die den Perkolatdurchsatz in der ersten und/oder der zweiten Drainage-Hauptleitung 102 bzw. 104 erfasst. Auf der Grundlage der Erfassungsdaten und weiterer Daten können die Ventile optimal angesteuert werden.Furthermore, by appropriate switching positions of the digesters 106 associated shut-off valves 124 the percolate of the i-th digester 106 the first percolate container 22 and the percolate of the jth digester 106 the second percolate container 24 where i, j ε {1, ..., n} with n = 7 in the embodiment and i = j (with identical conversion processes in all digester tanks 106 ie, if no separation is required or desired) or i ≠ j (in different conversion processes). Between the digesters 106 and the percolate storage 20 is a first filter system 126 into the first and second drainage mains 102 respectively. 104 connected. Between the first filter system and the percolate storage 20 is a flowmeter 128 switching the percolate flow rate in the first and / or second drainage main 102 respectively. 104 detected. Based on the acquisition data and other data, the valves can be optimally controlled.

Als Pendant zu der ersten und zweiten Drainage-Hauptleitung 102 bzw. 104 der Perkolat-Drainageeinrichtung 100 umfasst die Perkolat-Verteileinrichtung 200 eine erste und eine zweite Verteil-Hauptleitung 202 bzw. 204 (vgl. auch 3), die in den ersten bzw. dem zweiten Perkolatbehälter 22 bzw. 24 münden. Jeder der Faulbehälter 106 ist über zwei erste Faulbehälter-Verteilleitungen 208 mit der ersten Verteil-Hauptleitung 202 und über zwei zweite Faulbehälter-Verteilleitung 210 mit der zweiten Verteil-Hauptleitung 204 verbunden (siehe 3). Eine der ersten Faulbehälter-Verteilleitungen 208 und eine der zweiten Faulbehälter-Verteilleitungen 210 sind so miteinander verbunden, dass sie einen gemeinsamen Verteil-Hauptabschnitt 212, der sich von einem Gasbereich des Faulbehälters 106 bis zu einem Verbindungspunkt 216 erstreckt, und einen ersten bzw. zweiten Verteil-Nebenabschnitt 218 bzw. 220, die sich von dem Verbindungspunkt 216 zu der ersten bzw. zweiten Verteil-Hauptleitung 202 bzw. 204 erstrecken, umfassen. Die zweite der ersten Faulbehälter-Verteilleitungen 208 und die zweite der zweiten Faulbehälter-Verteilleitungen 210 sind entsprechend miteinander verbunden. Mit anderen Worten, die ersten Faulbehälter-Verteilleitungen 208 umfassen jeweils einen Verteil-Hauptabschnitt 212 und einen Verteil-Nebenabschnitt 218, und die zweiten Faulbehälter-Verteilleitungen 210 umfassen jeweils einen Verteil-Hauptabschnitt 214 und einen Verteil-Nebenabschnitt 220.As a counterpart to the first and second drainage main line 102 respectively. 104 the percolate drainage device 100 includes the percolate distributor 200 a first and a second distribution main 202 respectively. 204 (see also 3 ), which are in the first and the second percolate container 22 respectively. 24 lead. Each of the digesters 106 is about two first digester distribution lines 208 with the first distribution main 202 and two second digester distribution line 210 with the second distribution main 204 connected (see 3 ). One of the first digester distribution lines 208 and one of the second digester distribution lines 210 are so interconnected that they have a common distribution main section 212 which is different from a gas zone of the digester 106 up to a connection point 216 extends, and a first and second distribution side section 218 respectively. 220 extending from the connection point 216 to the first and second distribution main 202 respectively. 204 extend. The second of the first digester distribution lines 208 and the second of the second digester distribution lines 210 are connected with each other accordingly. In other words, the first digester distribution lines 208 each comprise a distribution main section 212 and a distribution subsection 218 , and the second digester distribution lines 210 each comprise a distribution main section 214 and a distribution subsection 220 ,

In den Verteil-Nebenabschnitten 218, 220 ist jeweils ein Durchflusssteuerungsventil 224 angeordnet, und in den Verteil-Hauptabschnitten 212 ist jeweils ein Absperrventil 228 angeordnet. Zwischen die Faulbehälter 106 und den Perkolatspeicher 20 ist ein Filtersystem 226 in die Verteil-Hauptleitungen 202, 204 geschaltet. Ferner sind in den Verteil-Hauptleitungen 202, 204 Pumpen 230 zum Befördern des Perkolats aus dem Perkolatspeicher 20 in die jeweiligen Faulbehälter 106 sowie Durchflusssteuerventile 232 und Sperrventile 234 angeordnet. Analog zu der Perkolat-Drainageeinrichtung 100 kann durch geeignete Stellungen der Ventile 224 und 228 das Perkolat aus dem ersten und zweiten Perkolatbehälter 22 bzw. 24 zusammen oder das Perkolat aus nur einem von dem ersten und dem zweiten Perkolatbehälter 22 bzw. 24 jedem der Faulbehälter 106 unabhängig voneinander zugeführt werden. Mit anderen Worten, durch die Ventile 224, 228 kann für jeden der Faulbehälter 106 unabhängig von den weiteren der Faulbehälter 106 eine beliebige Perkolatmischung aus dem ersten und/oder zweiten Perkolatbehälter 22 bzw. 24 zugeführt werden, die über die Verteil-Hauptabschnitte 212 über der Biomasse verteilt wird. Entsprechend der Perkolat-Drainageeinrichtung 100 ist zwischen dem Filtersystem 226 und dem Perkolatspeicher 20 eine Durchflussmessvorrichtung geschaltet, um den Perkolatdurchsatz in der ersten und/oder zweiten Verteil-Hauptleitung 202 bzw. 204 zu erfassen.In the distribution sections 218 . 220 is each a flow control valve 224 angeord net, and in the main distribution sections 212 is in each case a shut-off valve 228 arranged. Between the digesters 106 and the percolate storage 20 is a filter system 226 into the distribution mains 202 . 204 connected. Further, in the distribution mains 202 . 204 pump 230 for conveying the percolate from the percolate storage 20 in the respective digester 106 and flow control valves 232 and check valves 234 arranged. Analogous to the percolate drainage device 100 can by suitable positions of the valves 224 and 228 the percolate from the first and second percolate containers 22 respectively. 24 together or the percolate from only one of the first and second percolate containers 22 respectively. 24 each of the digesters 106 be fed independently. In other words, through the valves 224 . 228 can for any of the digester 106 regardless of the other of the digester 106 any percolate mixture from the first and / or second percolate container 22 respectively. 24 are fed through the distribution main sections 212 distributed over the biomass. According to the percolate drainage device 100 is between the filter system 226 and the percolate storage 20 a flow meter connected to the percolate flow rate in the first and / or second distribution main 202 respectively. 204 capture.

Die Faulbehälter 106 umfassen jeweils eine Biogasableitung (nicht gezeigt), über die das in dem jeweiligen Faulbehälter 106 erzeugte Biogas abgeführt wird.The digester 106 each comprise a Biogasableitung (not shown), on which in the respective digester 106 produced biogas is discharged.

Gemäß der Ausführungsform werden alle Ventile und Pumpen von einer Perkolat-Regelungseinheit (nicht gezeigt) angesteuert. Die Regelung erfolgt zum Beispiel auf der Grundlage der Erfassungswerte des Perkolatpegels, der zum Beispiel über einen Drucksensor erfasst werden kann, der Temperatur der Biomasse, der Zusammensetzung des abgeführten Biogases etc.According to the Embodiment, all valves and pumps of a Percolate control unit (not shown). The regulation takes place, for example, on the basis of the detection values of the percolate level, which are detected, for example via a pressure sensor can, the temperature of the biomass, the composition of the discharged Biogas etc.

Obgleich die vorliegende Erfindung bezüglich der bevorzugten Ausführungsformen offenbart worden ist, um ein besseres Verständnis von diesen zu ermöglichen, sollte wahrgenommen werden, dass die Erfindung auf verschiedene Weisen verwirklicht werden kann, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen. Deshalb sollte die Erfindung derart verstanden werden, dass sie alle möglichen Ausführungsformen und Ausgestaltungen zu den gezeigten Ausführungsformen beinhaltet, die realisiert werden können, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen, wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist.Although the present invention with respect to the preferred embodiments has been disclosed to provide a better understanding of these allow, should be perceived that the invention can be realized in various ways, without the scope to leave the invention. Therefore, the invention should be so be understood that they are all possible embodiments and embodiments of the embodiments shown includes that can be realized without the scope to leave the invention, as defined in the appended claims is set forth.

1010: Biogasanlagebiogas plant
2020: Perkolatspeicherpercolate
2222: Erster, innerer Perkolatbehälterfirst, inner percolate container
2424: Zweiter, äußerer PerkolatbehälterSecond, outer Perkolatbehälter
2626: Trennwand zwischen 22 und 24 Partition between 22 and 24
2828: Außenwand von 20 Outer wall of 20
100100: Perkolat-DrainageeinrichtungPercolate drainage means
102102: Erste Drainage-HauptleitungFirst Drainage main line
104104: Zweite Drainage-HauptleitungSecond Drainage main line
106106: Faulbehälterdigesters
108108: Erste Faulbehälter-DrainageleitungFirst Digestion tank drainage line
110110: Zweite Faulbehälter-DrainageleitungSecond Digestion tank drainage line
112112: Drainage-HauptabschnittDrainage main section
114114: PerkolatbereichPerkolatbereich
116116: Gabelungspunkt zwischen 112 und 116, 118 Bifurcation point between 112 and 116 . 118
118118: Erster Drainage-Nebenabschnittfirst Drainage side section
120120: Zweiter Drainage-Nebenabschnittsecond Drainage side section
122122: Pumpe an 112 Pump on 112
124124: Absperrventil in 118, 120 Shut-off valve in 118 . 120
126126: Filtersystem von 100 Filter system of 100
128128: DurchflussmessvorrichtungFlow measurement device
200200: Perkolat-VerteileinrichtungPercolate distributing
202202: Erste Verteil-HauptleitungFirst Dispensing Main
204204: Zweite Verteil-HauptleitungSecond Dispensing Main
208208: Erste Faulbehälter-VerteilleitungFirst Digester-distribution line
210210: Zweite Faulbehälter-VerteilleitungSecond Digester-distribution line
212212: Verteil-HauptabschnittDistributing main section
216216: Verbindungspunkt zwischen 214 und 218, 220 Connection point between 214 and 218 . 220
218218: Erster Verteil-Nebenabschnittfirst In addition to dispensing section
220220: Zweiter Verteil-Nebenabschnittsecond In addition to dispensing section
224224: Durchflusssteuerventile in 218, 220 Flow control valves in 218 . 220
228228: Absperrventile in 212 Shut-off valves in 212
226226: Filtersystem in 202, 204 Filter system in 202 . 204
230230: Pumpen in 202, 204 Pumps in 202 . 204
232232: Durchflusssteuerventile in 202, 204 Flow control valves in 202 . 204
234234: Absperrventile in 202, 204 Shut-off valves in 202 . 204
236236: DurchflussmessvorrichtungFlow measurement device

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- WO 2007/096392 [0003, 0005]

Claims

Biogas plant ( 10 ) for the methanation of biomass with a high solids content, comprising: a digestion tank system with a plurality of gas-tight and liquid-tight closable digestion tanks ( 106 ), each comprising a filling and removal opening for filling with biomass and removal of the biomass; A biogas discharge device; - a percolate storage ( 20 ); - a percolate drainage device ( 100 ) for draining percolate from the plurality of digesters ( 106 ) and feeding the percolate to the percolate storage ( 20 ); A percolate distributor ( 200 ) for distributing the percolate from the percolate storage ( 20 ) on the biomass in the majority of digesters ( 106 ); and percolate control means for controlling the percolate level in the plurality of digesters (US Pat. 106 ); characterized in that - the percolate storage ( 20 ) a first ( 22 ) and a second ( 24 ) Percolate container comprises; and - by means of the percolate control device, feeding the percolate to and deriving the percolate from the first ( 22 ) and / or the second ( 24 ) Perkolatbehälter takes place.

Biogas plant ( 10 ) according to claim 1, characterized in that: - the percolate drainage device ( 100 ) a first ( 102 ) and a second ( 104 ) Drainage main comprising the first ( 22 ) or the second ( 24 ) Percolate container with the digesters ( 106 ) connect; - the first ( 102 ) and the second ( 104 ) Drainage main in first ( 108 ) or second ( 110 ) Digester drainage lines, wherein each of the plurality of digesters ( 106 ) one of the first ( 108 ) and one of the second ( 110 ) Are assigned to septic tank drainage lines, which are in a Perkolatbereich the digester ( 106 ).

Biogas plant ( 10 ) according to claim 2, characterized in that between the digester system and the percolate storage ( 20 ) a drainage filter system ( 126 ) in the first ( 102 ) and / or the second ( 104 ) Drainage main line is connected.

Biogas plant ( 10 ) according to claim 2 or 3, characterized in that the first ( 108 ) and the second ( 110 ) Digester drainage line of a digester ( 106 ) at a fork point ( 116 ) into one with the first main drainage line ( 102 ) connected first drainage subsection ( 118 ) or one with the second drainage main line ( 104 ) connected second drainage side section ( 120 ) and a common, in the digester ( 106 ) extending drainage main section ( 112 ) and in each of the secondary drainage sections ( 118 . 120 ) a shut-off valve ( 124 ) is arranged.

Biogas plant ( 10 ) according to one of claims 2 to 4, characterized in that each septic tank drainage line ( 108 . 110 ) a pump ( 122 ) for pumping percolate into percolate storage ( 20 ).

Biogas plant ( 10 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that each digester ( 106 ) comprises a level sensor for determining a percolate level connected to the percolate control unit.

Biogas plant according to one of claims 1 to 6, characterized in that: - the percolate distribution device ( 200 ) a first ( 202 ) and a second ( 204 ) Distribution main comprising the first ( 22 ) or second ( 24 ) Percolate container with the digesters ( 106 ) connect; - the first ( 202 ) and the second ( 204 ) Distribution main in first ( 208 ) or second ( 210 ) Digester distribution lines, wherein each of the plurality of digesters ( 106 ) one of the first ( 208 ) and one of the second ( 210 ) Is assigned to septic tank distribution lines, which are in a gas range of the digester ( 106 ).

Biogas plant ( 10 ) according to claim 7, characterized in that the first ( 208 ) and the second ( 210 ) Digester distribution line of a digester ( 106 ) at a connection point ( 216 ) into a first ( 218 ) or a second ( 220 ) Distribution subsection and a common, in the digester ( 106 ) extending main distribution section ( 212 ) and in each of the distribution subsections ( 218 . 220 ) a flow control valve ( 224 ) is arranged.

Biogas plant ( 10 ) according to claim 8, characterized in that in each of the digester ( 106 ) a plurality of distribution main sections ( 212 ), each at the connection point ( 216 ) in the first distribution main line ( 202 ) associated first distribution Nebenabschnitt ( 218 ) and with the second distribution main line ( 204 ) associated second distribution Nebenabschnitt ( 220 ) branch off.

Biogas plant ( 10 ) according to one of the preceding claims 7 to 9, characterized in that between the digester tank system and the percolate storage ( 20 ) a distribution filter system ( 226 ) in the first ( 202 ) and / or second ( 204 ) Distribution main line is switched.

Biogas plant ( 10 ) after one of vorge claims 7 to 10, characterized in that in each of the distribution main sections ( 212 ) a shut-off valve ( 228 ) is arranged.

Biogas plant according to one of the preceding claims, characterized in that at least three separate Percolate cycles with at least one third percolate container, at least one third distribution main line and at least one third drainage main are provided.

Biogas plant ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the individual percolate containers ( 22 . 24 ) are arranged one inside the other.

Biogas plant ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the individual percolate containers ( 22 . 24 ) are formed in the form of concentric tubes.

Biogas plant ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the filling and removal opening is a preferably hydraulically operable flap, the ground level the digester ( 106 ) closes.

Biogas plant ( 10 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that the plurality of digesters ( 106 ) comprises in each case a retaining device, which in the filling direction behind the flap in the digester ( 106 ) is arranged that filled biomass is at least partially supported on the retaining device.

Biogas plant ( 10 ) according to one of the preceding claims 4 to 16, characterized in that the valves ( 124 . 224 . 228 ) are pneumatically actuated valves.